1、harbin institute of technology連桿機(jī)構(gòu)運動分析課程名稱： 機(jī)械原理 設(shè)計題目： 院 系： 班 級： 設(shè) 計 者： 學(xué) 號：指導(dǎo)教師：設(shè)計時間：哈爾濱工業(yè)大學(xué)一、 連桿機(jī)構(gòu)運動分析已知機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的尺寸為ab=100mm，bc=2.73ab，cd=1.36ab，cg=2.36ab，bg=4.9ab，af=2.36ab，ad=2.87ab，df=2ab，ge=1.45ab，ef=2.82ab，gm=1.36ab，mk=1.91ab，kd=0.54ab，kf=2.81ab，hf=3.1ab，dh=3.63ab，=，構(gòu)件1的角速度為w1=10rad/s。試求構(gòu)件2上點g的軌

2、跡以及構(gòu)件4、構(gòu)件6和構(gòu)件8的角位移、角速度與角加速度。并對計算結(jié)果進(jìn)行分析。二、 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析，組成機(jī)構(gòu)的基本桿組劃分該機(jī)構(gòu)由一個i級桿組以及若干個ii級桿組組成。i 級桿組為：原動件1。ii級桿組為：桿2與桿cd（rrr桿組）、滑塊g、桿4（rpr桿組）、 桿5、桿6（rrr桿組）、桿7與桿8（rrr桿組）。i級桿組 1（原動件與機(jī)架）ii級桿組 1（rrr桿2與桿cd）ii級桿組 2（rpr桿4與滑塊3）ii級桿組 3(rrr桿5與桿6)ii級桿組 4（rrr桿7與桿8）三、 各基本桿組的運動分析數(shù)學(xué)模型1) 根據(jù)機(jī)構(gòu)運動簡圖，運動副a為固定點，其位置、速度、加速度和桿ab的角位移、角

3、速度、角加速度均已知，并且桿ab長度為已知，使用同一構(gòu)件上點的運動分析模型，可以計算出b點的位置、速度以及加速度。2) 已知運動副d的位置、速度、加速度，以及桿cd的長度、桿bc的長度，b點的參數(shù)上面已求出，使用rrr ii級桿組運動分析模型，可以求解出運動副c的位置、速度、加速度，以及桿bc的角位移、角速度、角加速度。3) 求出運動副c點的參數(shù)后，又已知桿cg長度，cg部分的角位移為bc部分的角位移減去/4，其角速度、角加速度均與bc部分相同為，再使用同一構(gòu)件上點的運動分析模型，可以計算出g點位置、速度、加速度。4) 求出g點參數(shù)后，又運動副h為固定點，位置、速度、加速度已知，使用rpr i

4、i級桿組運動分析模型，可以計算出桿4的角位移、角速度以及角加速度。5) 已知g點參數(shù)，且d點為固定點，位置、速度、加速度已知，桿mk與桿mg的長度為,使用rrr ii級桿組運動分析模型，可以求解出桿6的角位移、角速度以及角加速度。6) 已知g點參數(shù)，且f點為固定點，位置、速度、加速度已知，桿eg與桿ef的長度為,使用rrr ii級桿組運動分析模型，可以求解出桿8的角位移、角速度以及角加速度。四、 建立坐標(biāo)系建立以點h為原點的平面直角坐標(biāo)系，hf為x軸，垂直于hf的直線為y軸。五、 計算編程利用matlab編程，子函數(shù)為同一構(gòu)件、rrr桿組、rpr桿組通用函數(shù)，主程序用于調(diào)用各子函數(shù)計算結(jié)果并輸

5、出。1) 同一構(gòu)件上運動分析子函數(shù)function xb,yb,vbx,vby,abx,aby=rigid(xa,ya,vax,vay,aax,aay,fai,fai1,fai2,l)xb=xa+l*cos(fai);yb=ya+l*sin(fai);vbx=vax-fai1*l*sin(fai);vby=vay+fai1*l*cos(fai);abx=aax-fai12*l*cos(fai)-fai2*l*sin(fai);aby=aay-fai12*l*sin(fai)+fai2*l*cos(fai); 2) rrr二級桿組的運動分析子函數(shù)function xc,yc,vcx,vcy,ac

6、x,acy,faii,faij,omii,omij,rfai,rfaj=rrr(xb,yb,xd,yd,vbx,vby,vdx,vdy,abx,aby,adx,ady,li,lj,m)a0=2*li*(xd-xb);b0=2*li*(yd-yb);lbd=sqrt(xd-xb)2+(yd-yb)2);c0=li2-lj2+lbd2; faii=2*atan(b0+m*sqrt(a02+b02-c02)/(a0+c0); xc=xb+li*cos(faii);yc=yb+li*sin(faii);%cfaij=atan(yc-yd)/(xc-xd)+pi;%faij ci=li*cos(faii

7、);cj=lj*cos(faij);si=li*sin(faii);sj=lj*sin(faij);g1=ci*sj-cj*si;omii=(cj*(vdx-vbx)+sj*(vdy-vby)/g1;omij=(ci*(vdx-vbx)+si*(vdy-vby)/g1;% vcx=vbx-omii*li*sin(faii);%cvcy=vby+omii*li*cos(faii); g2=adx-abx+omii2*ci-omij2*cj;g3=ady-aby+omii2*si-omij2*sj;rfai=(g2*cj+g3*sj)/g1;rfaj=(g2*ci+g3*si)/g1;% acx=

8、abx-rfai*li*sin(faii)-omii2*li*cos(faii);acy=aby+rfai*li*cos(faii)-omii2*li*sin(faii);%c 3) rpr二級桿組的運動分析子函數(shù)function fj,wj,ej=rpr(li,lk,xb,yb,vbx,vby,abx,aby,xd,yd,vdx,vdy,adx,ady)a0=xb-xd;b0=yb-yd;c0=li+lk;ss=sqrt(a02+b02-c02); fj=atan(b0*ss+a0*c0)/(a0*ss-b0*c0);xc=xb-li*sin(fj);yc=yb-li*cos(fj); g4

9、=(xb-xd)*cos(fj)+(yb-yd)*sin(fj); wj=(vby-vdy)*cos(fj)-(vbx-vdx)*sin(fj)/g4;vss=(vbx-vdx)*(xb-xd)+(vby-vdy)*(yb-yd)/g4; vcx=vbx-wj*li*cos(fj);vcy=vby-wj*li*sin(fj); g5=abx-adx+wj2*(xb-xd)+2*vss*wj*sin(fj);g6=aby-ady+wj2*(yb-yd)-2*vss*wj*cos(fj); ej=(g6*cos(fj)-g5*sin(fj)/g4;4) 主程序%坐標(biāo)計算xh=0;yh=0;xf=3

10、10;yf=0;hd=363;hf=310;df=200;codhf=(hd2+hf2-df2)/(2*hd*hf);xd=hd*codhf;yd=sqrt(hd2-xd2);xk=xd-54;yk=yd; codfh=(df2+hf2-hd2)/(2*hf*df);af=236;da=287;codfa=(df2+af2-da2)/(2*df*af);afp=pi-(acos(codfh)+acos(codfa);xa=af*cos(afp)+xf;ya=af*sin(afp);i=0;%計數(shù)器for fai=pi/180:pi/180:2*pi vax=0;vay=0;aax=0;aay=

11、0;fai1=10;fai2=0;lab=100; xb,yb,vbx,vby,abx,aby=rigid(xa,ya,vax,vay,aax,aay,fai,fai1,fai2,lab); %調(diào)用剛體函數(shù) vdx=0;vdy=0;adx=0;ady=0;lbc=273;lcd=136;n1=1; xc,yc,vcx,vcy,acx,acy,faibc,faicd,omibc,omicd,rfabc,rfacd=rrr(xb,yb,xd,yd,vbx,vbx,vdx,vdy,abx,aby,adx,ady,lbc,lcd,n1); %調(diào)用rrr桿組函數(shù) faicg=faibc-45*pi/18

12、0;lcg=232; xg,yg,vgx,vgy,agx,agy=rigid(xc,yc,vcx,vcy,acx,acy,faicg,omibc,rfabc,lcg); %調(diào)用剛體函數(shù) vkx=0;vky=0;akx=0;aky=0;lgm=136;lkm=191;n2=1; xm,ym,vmx,vmy,amx,amy,faigm,faikm,omigm,omikm,rfagm,rfakm=rrr(xg,yg,xk,yk,vgx,vgy,vkx,vky,agx,agy,akx,aky,lgm,lkm,n2); %調(diào)用rrr桿組函數(shù) vhx=0;vhy=0;ahx=0;ahy=0;li=0;lk

13、=0; faigh,omigh,yitagh=rpr(li,lk,xg,yg,vgx,vgy,agx,agy,xh,yh,vhx,vhy,ahx,ahy); %調(diào)用rpr桿組函數(shù) vfx=0;vfy=0;afx=0;afy=0;lge=145;lef=282;n3=1; xe,ye,vex,vey,aex,aey,faige,faief,omige,omief,rfage,rfaef=rrr(xg,yg,xf,yf,vgx,vgy,vfx,vfy,agx,agy,afx,afy,lge,lef,n3); %調(diào)用rrr桿組函數(shù) i=i+1; gx(i)=xg; gy(i)=yg; faifour(i)=faigh; omifour(i)=omigh; rfafour(i)=yitagh; faisix(i)=faikm; omisix(i)=omikm; rfasix(i)=rfakm; faieight(i)=faief; omieight(i)=om